Marc Kaufman
for National Geographic News
March 13, 2013

　火星にはかつて、生命を育む条件と材料がととのっていたことがわかった。NASAの火星探査車キュリオシティ（マーズ・サイエンス・ラボラトリ）が2月に、太古の湖底と考えられる地表を掘削して得られたサンプルの解析から明らかになったと、NASAのキュリオシティ運用チームが12日に発表した。地球以外の天体で初めて確認された生命存在可能性の証拠となる。

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　キュリオシティ計画のプロジェクト担当科学者ジョン・グローツィンガー（John Grotzinger）氏は、「生命が存在可能な環境を発見した。ここに存在した水はとても清浄で、生命維持に適したものだった。もし人類が当時の火星にいたとしたら、飲むことも可能だっただろう」と語った。

　今回の結論に至った要因の1つは、ジョン・クラインという名の岩から掘削したパウダー状のサンプルに、粘土と硫酸塩鉱物が見つかったことだ。この岩の名前は、ミッションプロジェクトマネージャーだった故ジョン・クライン氏にちなんで名付けられた。粘土と硫酸塩鉱物のどちらも、酸性度の低い水の中でしか生成されない。そして水の酸性度が高ければ生命に害を与えかねない。

　ワシントンD.C.のNASA本部で開かれた記者会見では、火星サンプル分析装置（SAM）によって単純な有機物が見つかったことも公表された。しかし調査責任者ポール・マハフィ（Paul Mahaffy）氏によれば、見つかった有機物が純粋に火星由来のものか、それともキュリオシティによって不作為に地球から持ち込まれた有機物の作用によって生じたものなのかは、まだはっきりしていないという。

◆ジャックポット！

　キュリオシティが何カ月にもわたって探査してきた窪地はイエローナイフ湾と呼ばれる所で、グローツィンガー氏らは興奮気味に「ジャックポット（大当たり）」の場所だと説明した。

　キュリオシティは5月にも、ジョン・クライン岩に別の掘削孔を開ける。ただし火星と地球が合の位置を脱して、通信状態が万全になるのを待ってからだ。合の位置とは、地球と火星の間に太陽が入る状態を指す。

　NASA科学ミッション局副局長のジョン・グランズフェルド（John Grunsfeld）氏は記者会見の結びで、今回の結果とキュリオシティが現在進めている古代の湖底の掘削に秘められた可能性に「クラクラする」思いがしたと語った。「かつて火星は生命が存在できる環境だったのか？これは科学上の非常に大きな疑問だった。そしてわれわれは遂に答えを得た」。

「生命が存在し得る」との結論は大きな進展ではあるが、必ずしもかつて火星に微生物などの生命が存在したと言える訳ではない。

　とはいえ、火星は今よりも水が豊富で温暖だったことを示す調査結果はこれまでに出ており、生命に適した水の中でしか生成されない鉱物類が今回見つかったことを考えると、火星に生命が存在していた可能性は確実に増した。

◆可能性示す灰色

　最初の大発見は、化学鉱物分析装置（CheMin）がジョン・クライン岩でスメクタイトと呼ばれる粘土類を検出し、高濃度に存在すると判明したことだ。地球上でスメクタイトは主に、静止した酸性度の高くない水中で生成される。

　CheMin調査責任者デイビッド・ブレーク（David Blake）氏によると、科学上の“金鉱”発見と言えるのは、スメクタイトの質の高さだけでなく、その粘土類によって有機化合物が保持される可能性があるためだという。

　岩の内部が赤ではなく灰色だと分かるやいなや、キュリオシティの運用チームメンバーらは沸き立った。火星が赤く見えるのは鉄化合物の存在によるものだ。それは酸性を帯び、有機物の痕跡を消しかねない。「生命が存在できることを示唆するのは火星の灰色だ」とグローツィンガー氏は述べた。

◆実りある寄り道

　さらにサンプル分析装置SAMは掘削したサンプル中に、生命維持に必要な炭素が存在する証拠を二酸化炭素の形で発見した。生命体となりうる組織すべてからこの炭素が利用可能だったとすれば、古代の火星が生命の存在し得る場所だった可能性は一層増すことになる。

　火星で生命が存在可能だった期間が、地球も同様の状態になったと考えられている約38億年前と一致するかどうかについて、グローツィンガー氏はおそらく同じ頃だろうと語った。

　現在の火星は寒冷で乾燥した厳しい環境だ。火星の表面に生命が存在する可能性はきわめて低い。しかし火星に初めて投入されたキュリオシティという移動式の化学・鉱物研究施設によって、かつての火星が今よりも温暖で水も豊富だった証拠が集まりつつある。これは火星探査車で初採用された掘削装置がもたらしたものだ。

　2012年8月にゲイル・クレーターに着陸したキュリオシティは、同クレーター中央の巨大なシャープ山へ速やかに向かう予定だった。しかし、イエローナイフ湾への寄り道が想定外の成果を上げたため、シャープ山行きをいつ再開するかはまだ決まっていない。

Image courtesy Caltech/NASA

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最も古い星の1つの想像図。これらの星が生まれたのは132億年以上前だ。
　
最古の星
年齢の決定にはいくつかの手順が必要だった。ハッブル宇宙望遠鏡のファイン・ガイダンス・センサー（FGS）は、基準星をもとに標的の星の位置を測定する装置である。Bondらの研究チームはまず、ファイン・ガイダンス・センサーを使って2003年から2011年にかけて記録された11組の観測結果から、HD 140283と太陽系との距離を、新たにより正確に決定した。さらに、この星の見かけの明るさを測定し、固有の光度を算出した。
HD 140283は、星の一生のうちで中心核の水素を使い果たしつつある段階にある。そこで次に、研究チームはこの事実を利用した。「この段階の星では、光度は徐々に減少します。つまり、光度は星の年齢を精度よく示す指標になるのです」とBondは説明する。こうして研究チームは、HD 140283の年齢を139億±7億歳と算出した。誤差を考慮すれば、宇宙の推定年齢である137.7億年と矛盾しない。
この星の年齢は最低でも132億歳になるが、実は、すでにもう1つ、132億歳と見積もられている非常に古い星が見つかっている2。ただ、今回のほうが古い星かもしれない。「HD 140283の年齢は、もう1つの132億歳とされている星の年齢よりも、かなり確度が高いのです」とBondは話す。
第二世代の星は早く生まれた？
「今回の発見は、宇宙が誕生してからまもない時期の星の形成について、これまでわかっていなかった詳細を教えてくれます」と、テキサス大学オースチン校（米国）の天文学者Volker Brommは言う。「第一世代の星は、原始ガスから生まれました。原始ガスには、ヘリウムより重い元素は、検出可能なほど含まれてはいません」。ところがHD 140283の場合、非常に古い星であるにもかかわらず、その化学組成に、ごくわずかながらも重い元素が含まれている。つまりこれは、HD 140283が第一世代ではなく、後の世代の星であることを示している。
「したがって、第二世代の星ができる条件は、とても早い時期に整っていたに違いありません。宇宙で最初に星が生まれたのは、一般的にはビッグバンの数億年後だと考えられています」とBrommは話す。しかし、第一世代の星は巨大かつ短寿命で、わずか数百万年で超新星爆発を起こして死滅し、その爆発で周囲のガスを加熱して、より重い元素をまき散らした。
しかし、ガスが冷えないと、第二世代の星は形成されない。「第二世代の星であるHD 140283が非常に古いということは、第一世代の星が爆発してから第二世代の星が形成されるようになるまでの冷却期間は、実は極端に短く、わずか数千万年だったかもしれないことを示しています」とBrommは語っている。
（翻訳：新庄直樹）

参考文献
1. Bond, H. E., Nelan, E., VandenBerg, D. A., Schaefer, G. H. & Harmer, D. Abstr. 443.08 221st meeting of the American Astronomical Society, Long Beach, California (2013).
2. Frebel, A. et al. Astrohys. J. 660, L117 (2008).